實現高功率的垂直軸風力發電結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及風力發電領域，具體地，涉及一種實現高功率的垂直軸風力發電結構。
【背景技術】
[0002]風力發電是一種把氣體流動的動能轉變為電能的過程，其工作原理是利用氣體流動的風力驅動風輪葉片旋轉，再利用增速裝置提升旋轉速度，驅動發電機發電。根據目前的風力發電技術，即使風速只有每秒3米的微風也可以用于風力發電，應用場景廣泛。同時由于風能為可再生能源，并且風力發電不會造成輻射或空氣污染，因此風力發電成為當今能源行業的新寵兒。
[0003]現有風力發電機分為水平軸風力發電機和垂直軸風力發電機，其中垂直軸風力發電機的基本結構為支柱，發電機艙和風輪結構，風輪結構旋轉的軸心線與地面垂直。所述發電機艙多為單轉子和單定子發電機，通過單風輪結構驅動單轉子線圈或單轉子磁極發電。但是目前單風輪垂直軸發電機的葉片大小不宜過大，從而使得輸出功率受到限制，有必要近一步提高輸出功率，并降低可用最低風速。
[0004]針對上述目前垂直軸風力發電機的功率受限的問題，需要提供一種新型的垂直軸風力發電結構，能夠有效的提升垂直軸風力發電結構的輸出功率，并可以降低可用最低風速，從而具有更廣的應用前景。

【發明內容】

[0005]針對上述目前垂直軸風力發電機的功率受限的問題，本發明提供了一種實現高功率的垂直軸風力發電結構，可以有效的提升垂直軸風力發電結構的輸出功率，并且可以降低可用最低風速，從而具有更廣的應用場景。
[0006]本發明采用的技術方案，提供了一種實現高功率的垂直軸風力發電結構，包括圓形支柱，連接在圓形支柱中部的發電機艙，其特征在于，還包括:下層風輪結構和上層風輪結構；所述下層風輪結構包括第一慢速轉軸，水平安裝在第一慢速轉軸上的第一支撐翼，安裝在支撐翼上的至少三個第一葉片；所述上層風輪結構包括第二慢速轉軸，水平安裝在第二慢速轉軸上的第二支撐翼，安裝在支撐翼上的至少三個第二葉片；所述發電機艙包括第一齒輪箱，第一快速轉軸，第一轉子，第二轉子，第二快速轉軸，第二齒輪箱，反轉軸和反轉箱；第一慢速轉軸內部設置為圓形中空結構，套在圓形支柱的下部，第一慢速轉軸連接第一齒輪箱，第一齒輪箱連接第一快速轉軸，第一快速轉軸連接第一轉子；第二慢速轉軸內部設置為圓形中空結構，套在圓形支柱的上部，第二慢速轉軸連接反轉箱，反轉箱連接反轉軸，反轉軸連接第二齒輪箱，第二齒輪箱連接第二快速轉軸，第二快速轉軸連接第二轉子。所述風力發電結構配置有兩層風輪結構和雙轉子結構，通過兩層風輪結構對風能進行采集，可以提高風能的采集功率。同時兩層風輪結構分別驅動雙轉子結構中的轉子線圈和轉子磁極，雖然兩層風輪結構在同向風作用下其旋轉方向相同，但是由于上層風輪結構通過一個反轉箱裝置間接連接于第二轉子，經過反轉箱裝置的反向作用最終使得轉子線圈和轉子磁極異向旋轉，從而可以合成上下層風輪結構采集的風能，并轉化為電能形式輸出，實現風力發電機輸出功率的提升。由于轉子線圈和轉子磁極異向旋轉，同等風力下的兩個轉子的相對轉速可提升近一倍，所述風力發電結構還助于降低可用最低風速。
[0007]具體的，所述第一轉子為轉子線圈，第二轉子為轉子磁極；或者，所述第一轉子為轉子磁極，第二轉子為轉子線圈。
[0008]具體的，所述反轉箱包括第一蝸桿，蝸輪和第二蝸桿；所述蝸輪一側的輪齒與第一蝸桿的螺紋齒配合，蝸輪另一側的輪齒與第二蝸桿的螺紋齒配合；第一蝸桿與第二慢速轉軸連接，第二蝸桿與反轉軸連接，第一蝸桿與蝸輪的軸線夾角為90度,第二蝸桿與蝸輪的軸線夾角為90度，第一蝸桿的螺紋齒旋轉方向與第二蝸桿的螺紋齒旋轉方向相反。第一蝸桿為左旋蝸桿，第二蝸桿為右旋蝸桿；或者，第一蝸桿為右旋蝸桿，第二蝸桿為左旋蝸桿。所述反轉箱通過蝸桿和蝸輪的配合，使反轉軸的旋轉方向與第二慢速軸的旋轉方向相反，進而驅動第二轉子，實現轉子線圈和轉子磁極的異向旋轉。
[0009]具體的，下層風輪結構包括3至8個第一葉片；和/或，上層風輪結構包括3至8個第二葉片。所述第一葉片為阻力葉片、升力葉片和降力葉片中的任一一種；和/或，所述第二葉片為阻力葉片、升力葉片和降力葉片中的任一一種。
[0010]綜上，采用本發明所述提供的實現高功率的垂直軸風力發電結構，配置有上下兩層風輪結構和雙轉子結構，通過反轉箱裝置的反向作用，最終實現雙轉子結構中轉子線圈和轉子磁極異向旋轉發電。相比較于單風輪結構，由于雙層風輪結構可以提升一倍的掃風面積，所述風力發電結構可以提高輸出功率，并降低可用最低風速，具有更廣的應用場景。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1是本發明實施例提供的實現高功率的垂直軸風力發電結構的側面圖。
[0013]圖2是本發明實施例提供的實現高功率的垂直軸風力發電結構的俯視圖。
[0014]圖3是本發明實施例提供的實現高功率的垂直軸風力發電結構中發電機艙的內部結構圖。
[0015]圖4是本發明實施例提供的實現高功率的垂直軸風力發電結構中反轉箱的結構示意圖。
[0016]上述附圖中:1、圓形支柱2、發電機艙2a、第一齒輪箱2b、第一,決速轉軸2c、第一轉子2d、第二轉子2e、第二快速轉軸2f、第二齒輪箱2g、反轉軸3、下層風輪結構3a、第一慢速轉軸3b、第一支撐翼3c、第一葉片4、上層風輪結構4a、第二慢速轉軸4b、第二支撐翼4c、第二葉片5、反裝箱5a、第一蝸桿5b、蝸輪5c、第二蝸桿。
【具體實施方式】
[0017]以下將參照附圖，通過實施例方式詳細地描述本發明提供的實現高功率的垂直軸風力發電結構。在此需要說明的是，對于這些實施例方式的說明用于幫助理解本發明，但并不構成對本發明的限定。
[0018]本文中描述的各種技術可以用于但不限于風力發電領域，還可以用于其它諸如水力發電、潮汐發電等類似領域。
[0019]本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關系，例如，A和/或B，可以表示:單獨存在A，單獨存在B，同時存在A和B三種情況，本文中術語“或/和”是描述另一種關聯對象關系，表示可以存在兩種關系，例如，A或/和B，可以表示:單獨存在A，單獨存在A和B兩種情況，另外，本文中字符“/”，一般表示前后關聯對象是一種“或”關系。
[0020]實施例一，圖1示出了本實施例提供的實現高功率的垂直軸風力發電結構的結構圖，圖2示出了本實施例提供的實現高功率的垂直軸風力發電結構的俯視圖，圖3示出了本實施例提供的實現高功率的垂直軸風力發電結構中發電機艙的內部結構圖，圖4示出了本實施例提供的實現高功率的垂直軸風力發電結構中反轉箱的結構示意圖。所述實現高功率的垂直軸風力發電結構，包括圓形支柱1，連接在圓形支柱I上中部的發電機艙2，其特征在于，還包括:下層風輪結構3和上層風輪結構4 ;所述下層風輪結構3包括第一慢速轉軸3a，水平安裝在第一慢速轉軸3a上的第一支撐翼3b，安裝在支撐翼3b上的至少三個第一葉片3c ;所述上層風輪結構4包括第二慢速轉軸4a，水平安裝在第二慢速轉軸4a上的第二支撐翼4b，安裝在支撐翼3b上的至少三個第二葉片4c ;所述發電機艙2包括第一齒輪箱2a，第一,決速轉軸2b,第一轉子2c,第二轉子2d,第二快速轉軸2e,第二齒輪箱2f,反轉軸2g和反轉箱5 ;第一慢速轉軸3a內部設置為圓形中空結構，套在圓形支柱I的下部，第一慢速轉軸3a連接第一齒輪箱2a，第一齒輪箱2a連接第一快速轉軸2b，第一快速轉軸2b連接第一轉子2c ;第二慢速轉軸4a內部設置為圓形中空結構，套在圓形支柱I的上部，第二慢速轉軸4a連接反轉箱5，反轉箱5連接反轉軸2g，反轉軸2g連接第二齒輪箱2f，第二齒輪箱2f連接第二快速轉軸2e，第二快速轉軸2e連接第二轉子2d。所述風力發電結構配置有兩層風輪結構和雙轉子結構，通過兩層風輪結構對風能進行采集，提高風能的采集功率。同時兩層風輪結構分別驅動雙轉子結構中的轉子線圈和轉子磁極，雖然兩層風輪結構在同向風作用下其旋轉方向相同，但是由于上層風輪結構4通過一個反轉箱裝置間接連接于第二轉子2d，經過反轉箱裝置的反向作用最終使得轉子線圈和轉子磁極異向旋轉，例如在下層風輪結構3和上層風輪結構4均為順時針旋轉時，反裝箱5可使反轉